KR20140119041A - 오염 지역의 검출방법 - Google Patents

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페르 안데스 스톄른
토비아스 할터
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스파랍 프로덕터 에이비
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Abstract

본 발명은 표면의 코팅을 수행하기 전에 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 마커(marker)를 표면과 접촉하게 하는 단계를 포함하고, 상기 마커는 표면상의 오염된 영역에 축적되는 능력을 가지며, 그리고, 표면상에서 마커를 검출하는 단계를 포함하며, 마커는 비-극성 또는 양친매성이다.

Description

오염 지역의 검출방법{DETECTION OF CONTAMINATED AREAS}
본 발명은 표면의 코팅을 수행하기 전에 표면의 오염을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.
현재 표면상의 먼지를 검출하거나 이러한 표면상의 오염 정도를 정량화하기 위한 방법이 있다. 예를 들어 US 5828460에서 페인팅과 같이, 그 후속 처리 전에 금속 표면을 검사하기 위한 방법이 개시되어 있다. 여러 광원이 상이한 파장을 갖는 광 빔으로 검사된 표면을 조명하고, 반사된 방사선이 검출되고 전기 신호로 변환되고, 상기 전기 신호가 디지털로 처리하고, 그 처리 결과가 표시된다. 또한, 상기 개시된 것과 같은 방법은 예를 들어 자동차 산업에서 사용되는 것으로 알려져 있다. US 6320654에는, 예를 들어, 자동차 차체의 선택된 표면 결함을 검출하는 방법을 개시하고 있고, 이 방법은, 상기 복수의 자동차 차체를 이동 라인을 따라 운반하고, 상기 자동차 차체의 연속하는 횡단 섹션을 빛의 격자 패턴으로 선택한 각도에서 조사(irradiating)하고, 상기 횡단 섹션으로부터 반사적인 빛의 격자 패턴을 광학적으로 검출하고, 상기 반사적인 격자 패턴을 나타내는 데이터를 처리하고, 삼각 측량 기술을 이용하여 입체적인 위상 시프트에 대하여 계산하여, 검출된 합성 데이터를 생성하고, 상기 합성 데이터와 선택된 자동차 차체의 관련된 결함 표면을 나타내는 참고 데이터를 비교하고, 자동차 차체의 관련된 결함 표면의 좌표를 나타내는 식별 데이터를 생성하고, 상기 식별 데이터의 상기 좌표에 응답하여 상기 자동차 차체의 관련된 결함 표면을 마킹하는 단계를 포함한다.
마찬가지로, WO 87/00629에는, 예를 들어 자동차의 페인트 표면을 검사하기 위한 표면 검사 장치가 개시되어 있으며, 이 장치는 방사선 빔을 제공하는 레이저 수단과, 표면을 가로질러 빔을 스캐닝하기 위한 스캐닝 수단을 포함하며, 입사 빔 경로를 따라 표면 후방으로부터 반사된 방사선을 반영하기 위해 역-반사 물질(retro-reflective material)이 제공되며, 상기 장치는, 로봇에 의해 자동차의 표면상에서 이동될 수 있는 유닛으로서 탑재되는, 역-반사 물질을 포함한다. 빛 신호의 분석은 흠집, 페인트 흠, 오렌지 필(orange peel), 건조 스프레이, 덴트 및 함몰 결함과 같은 결함을 표시한다.
또한, US 5844801에는 자동차 차체를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 이 방법은 그 중에서도 표면 왜곡의 정도를 소정의 결정 값과 비교함으로써 표면의 결함 영역을 식별하고, 이에 따라 상기 표면 왜곡이 허용가능한 지의 여부를 결정한다.
본 발명의 하나의 목적은 매우 효율적이고 사용하기 쉬운, 표면상의 오염의 검출을 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 오늘날 종종 발견되거나 또는 많이 사용되는 오염물질을 효과적으로 검출하기 위한 것이다. 이러한 예는 다음에 기술한다.
상기 명시된 목적은 표면의 코팅을 수행하기 전에 표면상의 오염을 검출하기 위한 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은 마커(marker)를 표면과 접촉하게 하는 단계를 포함하고, 여기서, 마커는 표면상의 오염된 영역에 축적되는 능력을 가지며, 그리고, 표면상에서 마커를 검출하는 단계를 포함하며, 여기서 마커는 비-극성(non-polar) 또는 양친매성(amphiphilic)이다. 여기서 "마커는 오염된 영역에 축적되는 능력을 가진다(the marker has the ability of accumulating at a contaminated area)"의 표현은, 마커 {또는 프로브(probe)}가 오염된 영역에 존재하는 적어도 하나의 오염 물질과 연관되어 있음을 의미한다.
오염된 영역은 감지되는 것에 관련된 하나 이상의 물질(오염물질)을 유지하는 영역이다. 이러한 오염 물질은, 예를 들어 접착, 응집, 조인트 또는 밀봉하는, 모든 산업에서 사용되는 윤활유와 같은, 여러 종류의 유성 물질(oily substances)일 수 있다. 이러한 산업의 한 예는 자동차 산업이다. 다른 예는 예를 들어 먼지 입자와 같은, 여러 종류의 때(dirt)이다. 또 다른 예는 테플론-및 실리콘계 제품, 화이트 그리스, 오일-계 제품, 그리고 모든 종류의 윤활유 및 이형제(release agents)(즉, 기계적 영향 없이 침투를 방지하는 화학 물질)이다.
US 4858465에는 물체 상의 표면 오염을 검출하고 시각적으로 정확한 위치를 찾는 방법이 개시되어 있고, 이 방법은 그 위에 오염 물질을 갖는 물체의 표면에, 물체의 표면상의 오염물질의 존재를 검출하고 나타내는 수용성 오염물질 탐지(locating) 조성물을 적용하고, 물체의 표면으로부터 과잉의 오염물질 탐지 조성물을 제거하고, 표시된 오염물질의 표면상에 수용성 오염물질-식별자-형광 현상제를 적용하고, 이동하는(migration) 염료 분자에 의해 오염물질에 이송되고 오염물질과 연관되어 오염물질이 형광을 내게 하고, 물체의 표면으로부터 과잉 현상제를 제거하고, 조명 조건 아래에서 상기 표면상의 오염물질을 시각적으로 찾기 위해 물체의 표면을 보는 단계를 포함한다. 상기 오염물질 식별자 조성물은 본질적으로 형광 염료와 적당한 운반물질(carrier)로 구성된다.
US 4858465에는, 오염물질이 검출되지 않고 제거되지 않으면, 크랙과 같은 결함을 검사하는 부품 및 어셈블리의 표면을 적시는 침투 검사 공정을 방지할 수 있고, 또한 효과적으로 적용되는 페인트 및 접착 공정을 방지할 수 있음을 언급 하 있다. 그러나, US 4858465에 따른 방법은 검출 방법에 관한 것이며, 합체된 검출 공정을 갖는 코팅 공정은 아니라고 말할 수 있다. 더욱이, 본 발명과 비교해 볼 때, US 4858465에 따른 방법은 수용성 오염물질 탐지 조성물을 사용하는 것을 포함하며, 본 발명에 따른 것과 같은 비-극성 또는 양친매성인 마커를 사용하지 않는다. 또한, US 4858465에 따른 방법은 본 방법에 따르면 필요하지 않거나 또는 의도되지 않는 여러 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 많은 다양한 기술적 용도에서 사용하는 것을 발견할 수 있지만, 그러나 이것은 특히, 차량의 페인팅 전에 수행되는 오염물질 검출 방법으로서, 페인팅/코팅/배니싱을 수행하기 전에, 예를 들면 전처리 방법으로서, 배니싱 적용에 관련됨을 주목해야 한다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 상기 표면의 후속 코팅에 적합한 깨끗한 표면을 결정하기 위한 방법으로서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 방법은 오염물질의 검출을 위해 의도되고, 또한, 후속 코팅에 적합한 깨끗한 표면의 결정을 위한 보안 방법으로서 의도된다. 또한, "표면의 코팅을 수행하기 전에(before performing a coating of the surface)"의 표현은 페인팅, 배니싱 및 다른 종류의 도포 기술 등과 같은, 모든 종류의 가능한 코팅 기술을 구현하는 것으로 해석되어야 한다.
오늘날 자동차/차량 산업에서 사용되는 검출 방법이 있다. 예를 들어 US 6,320,654에서는 페인팅 이전에 자동차 차체의 선택된 표면 결함을 검출하기 위한 시스템이 개시되어 있으며, 상기 시스템은, 삼각 측량 기술을 이용하고, 검출된 합성 데이터를 생성하기 위해 입체 위상 시프트를 계산하고, 관련된 결함 표면의 좌표를 나타내는 식별 데이터를 생성하기 위해, 이러한 검출된 합성 데이터를 선택된 기준 데이터와 비교하고, 관련된 결함 표면을 마킹하는 단계를 포함한다. 마킹 수단이 US 6320654에 따른 시스템에 포함될 수 있으나, 그러나 이것은 수용성 마커 물질과 같은, 마커 물질로 결함 표면을 마킹하는 것에 관련하는 것이며, 본 발명에 있어서와 같이 표면상의 오염된 영역에 연관하여 사용되어, 이후에 오염물질을 검출하는, 마커가 아님을 주목해야 한다.
본 발명의 특정 실시예가 아래에 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마커는 실리콘 트레이서(silicone tracer)이다. 산업 내에서는, 매우 많은 물품이 접착되고, 함께 연결되고, 페인트 되거나 또는 코팅된다. 이러한 사용을 위해 의도되는 표면을 임의의 실리콘이 오염시키는 경우, 재료가 표면에 적절하게 부착되지 않는다. 실리콘이 갖는 하나의 큰 문제는, 이 물질은 특별한 수단을 쓰지 않고는 검출되지 않는다는 것이다. 더욱이, 오염 물질인 실리콘을 제거하기 위한 세탁 방법 및 기계적인 방법이 모두 불충분하다.
실리콘은 자동차 산업에서 대량으로 사용되고 있고, 이와 같이, 본 발명에 따른 방법은 이러한 자동차 분야에서 특정 용도를 발견한다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 마커는 형광성(fluorescent)이며, 표면상에서 마커의 검출은 형광 검출을 포함한다.
검출 이유를 위한 형광의 사용은 오늘날 공지되어 있음을 주목해야 한다. 예를 들어 US 2009/0223635에서는 오염 물질에 대한 표면의 청결을 정량화하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 오염물질에 반응하는 인터로게이팅 방사선(interrogating radiation)의 소스를 사용하는 것을 포함한다. 소스로부터 방출되는 방사선은 방사선 수단에 의해, 오염물질을 보유할 수 있는 표면 또는 표면 클리너를 향한다. 검출기는 오염물질의 인터로게이팅 방사선, 예를 들면 형광 또는 인광 방사선에 반응하여 발생된 표면 또는 표면 클리너로부터의 방사선을 검출하고, 표면의 청결을 정량화하도록, 허용가능한 청결한 상태의 표면에 대응하며 전자 표준 분석기(electronic standard)에 대한 분석장치(analyzer)에 의해 비교된 대응 신호를 생성한다. US 2009/0223635에 따른 방법은 마커의 사용을 포함하지 않는다. US 2009/223635에 따른 방법은 오염물질에 민감한 환경, 예를 들면, 적절하게 산소가 설비되어 있는 환경에서, 표면이 할로겐, 예를 들면, 플루오린(fluorine)과 접촉하여 배치될 수 있게 하는, 표면을 배치하는 마지막 단계를 포함할 수 있다. 이 할로겐은 마커로서의 기능을 하지 않으며, 특히 오염된 표면에 연관하여 추후에 검출되는 마커로서의 기능을 하지 않는다는 것을 주목해야 한다.
형광성 물질은 오늘날 특정 검출 목적을 위해 공지되어 있음을 또한 주목해야 한다. 예를 들어, GB 573183은 물품의 표면에 있는 결함을 검출하는 것에 관한 것이다. 이 물품은 형광성 물질에 침지되고, 과잉 물질은 제거되고, 그 후 형광의 존재는 표면의 크랙, 흠집, 균열과 같은 결함의 신호로서 사용된다. 그러나, 이 형광성 물질은, 오염된 표면과 연관하여 의도된 마커로서 사용하는 방법에서 사용되지 않으며, 마커의 검출을 포함하는 방법에서도 사용되지 않는다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에 따르면, 상기 방법은 자외선을 인가함으로써 형광을 검출하는 것을 포함한다. 이러한 의미에서, 다른 마커가 본 발명에 따라 사용 가능하며, 그들은 빛을 사용하여 다르게 상호 작용할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 가능한 많은 마커가 UV 광에 의해 여기(excited) 되지만, 그러나 일부는 가시 광선으로도 여기 된다. 따라서, UV 광이 본 발명에 따라 사용될 수 있지만, 그러나 또한 다른 광원 등의 검출 수단이, 사용되는 마커 용액에 따라 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 이러한 광원을 사용하지 않고, 표면의 오염물질(들)에 마커를 연관시켜 검출을 구현하는 것을 주목해야 한다.
또한, 전술한 바와 같이, 다른 마커가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 사용되는 마커에 따라, 그 농도, 검출 수단 등이 다를 수 있다. 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따르면, 마커는 비-극성 또는 양친매성이고, 여기서 양친매성 물질은 친수성 및 소수성 부분으로 구성된다. 소수성 또는 양친매성 마커는 오일 스테인에서 강화되고, 이와 같이 이들 오일 영역에서 증가된 강도를 제공한다. 이와 같이, 이들은 본 발명에 따른 마커로서 사용하는 것에 매우 관심이 있을 수 있다. 마커/프로브와 오염물질(들) 사이의 연관성은 본 발명에 따라 마커와 오염물질(들) 사이의 소수성 상호 작용에 의해 작동된다. 이 상호 작용은 화학적 결합이 아니다.
본 발명에 따른 마커의 관련된 그룹의 예는, 예를 들어 옥타데실 로다민 B(Octadecyl Rhodamine B) 또는 양친매성 플루오레세인(fluoresceins)과 같은, 양친매성 로다민 또는 플루오레세인 유도체, 또는 TMA-DPH, 비-극성 BODIPY, BODIPY 형광물질(fluorophores) 또는 BODIPY FL C5-세라마이드(Ceramide)와 같은, DPH {(디페닐헥사-트리에네(diphenylhexa-triene)} 및 DPH 유도체, 비마인 아지드(bimane azide), Lipidtox™ 중성 지질 스테인(neutral lipid stains), 6-프로피오닐-2-디메틸아미노나프탈렌(6 -propionyi - 2 - dimethylaminonaphthalene)(Prodan)과 같은, 비-극성 피렌(pyrene) 마커 및 비마인 마커, 그리고, 로단(Laurdan), 다폭실(dapoxyl) 유도체, 아닐리노나프탈렌설포네이트(anilinonaphtalenesulfonate) 및 그 유도체 등을 들 수 있다. 이들 마커의 그룹은 예를 들어, 이러한 세포막과 같은 소수성 물질에 연관하고, 또한 윤활유와 같은 오일을 위한 기능을 한다. 이와 같이, 이들은 본 발명에 따라 매우 관련이 있을 수 있다. 또한, 다른 마커 그룹이 지방산 유사체 및 예를 들어 인지질(phospholipid)에서 사용될 수 있음을 언급할 수 있다. 또 다른 것도 본 발명에 있어서 가능하다.
본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 마커는 환경에 민감하고 주변 매체의 극성에 따라 방출된 광의 주파수를 변경한다. 이것은 주변 매체가 물인지 오일인지의 경우에 따라, 그 색상이 변화하는 것을 의미한다. 이 경우, 상술한 증가한 강도에 대해 색상 변경의 효과를 추가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 마커는 형광성이고 나일 블루(Nile blue) 또는 나일 레드(Nile red), 또는 이들의 조합이다. 나일 블루(또는 나일 블루 A)와 나일 레드(또한 나일 블루 오자존(oxazone)이라고도 공지됨)는 생물학 및 조직학에서 사용되는 친유성 스테인(lipophilic stains) 이다. 나일 블루와 나일 레드는 모두는 환경에 민감하고, 환경의 극성에 따른 색상 변화와 분리되어, 물 환경에서 비-극성 매체로 변환될 때, 형광 강도가 또한 상당히 증가한다. 나일 레드는 황산과 나일 블루의 용액을 보일링(boiling)하여 생성될 수 있다. 둘은 형광 현미경과 연관하여 사용된다. 본 발명에 따르면, 상기 마커 모두가 사용 가능하고 기능이 잘 작동하지만, 나일 레드가 나일 블루보다 더 비싸서 나일 블루가 바람직 할 수 있다. 이러한 마커 사이의 선택은 응용에 따른다. 나일 레드는 많은 응용에 있어 나일 블루보다 낮은 농도에서 작동하지만, 나일 레드가 더 비싸기 때문에, 나일 블루가 여전히 더 경제적인 선택이라고 언급할 수 있다.

Claims (6)

  1. 표면의 코팅을 수행하기 전에 표면상의 오염을 검출하기 위한 방법에 있어서,
    상기 방법은 마커(marker)를 표면과 접촉하게 하는 단계 및 표면상에서 마커를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 마커는 표면상의 오염된 영역에 축적되는 능력을 가지며, 상기 마커는 비-극성 또는 양친매성(amphiphilic)인, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마커는 실리콘 트레이서(silicone tracer)인, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 마커는 형광성(fluorescent)이고 표면상의 마커의 검출은 형광의 검출을 포함하는, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 형광의 검출은 자외선을 적용함으로써 수행되는, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 마커는 환경에 민감하고 주변 매체의 극성에 따라 방출된 빛의 주파수를 변경하는, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 마커는 형광성이고 나일 블루(Nile blue) 또는 나일 레드(Nile red), 또는 이들의 조합인, 표면상의 오염물질을 검출하기 위한 방법.
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